Η διαφορική απορρόφηση είναι ένα φαινόμενο όπου μια ουσία με μικτά συστατικά απορροφά και ανακλά την ακτινοβολία με διαφορετικούς ρυθμούς λόγω της διαφορετικής σύνθεσης των συστατικών. Ένα κλασικό παράδειγμα αυτού μπορεί να φανεί στην απεικόνιση με ακτίνες Χ, όπου ένας ιατρός μπορεί να τραβήξει μια φωτογραφία του εσωτερικού του σώματος ενός ασθενούς ακτινοβολώντας τον ασθενή για να εκθέσει το φιλμ. Οι δομές του σώματος είναι ορατές στο φιλμ επειδή απορροφούν τις ακτίνες Χ σε διάφορους βαθμούς. το οστό, για παράδειγμα, απορροφά πολλές ακτίνες Χ και έτσι το φιλμ μένει ακάλυπτο για να δείξει τα οστά του ασθενούς.
Η ιατρική απεικόνιση δεν είναι το μόνο πεδίο όπου η διαφορική απορρόφηση είναι χρήσιμη. Μπορεί επίσης να είναι χρήσιμο με δραστηριότητες όπως η μέτρηση των συγκεντρώσεων των ατμοσφαιρικών αερίων, η μελέτη απομακρυσμένων γεγονότων στο διάστημα και η ανάλυση εδάφους και σχηματισμών πετρωμάτων. Σε όλες αυτές τις περιπτώσεις, οι άνθρωποι βασίζονται στο γεγονός ότι τα υλικά απορροφούν και αντανακλούν την ακτινοβολία με διαφορετικούς ρυθμούς για τη συλλογή δεδομένων.
Ο τεχνικός μπορεί να προσαρμόσει τη σαφήνεια και την ποιότητα της εικόνας χρησιμοποιώντας διαφορετικά είδη ακτινοβολίας ή αλλάζοντας την ένταση. Στην ιατρική απεικόνιση, οι άνθρωποι πρέπει να βρουν μια ισορροπία μεταξύ της απόκτησης καλής εικόνας και της θέτοντας σε κίνδυνο τον ασθενή. Στην απεικόνιση με ακτίνες Χ, για παράδειγμα, είναι δυνατό να ληφθεί υψηλότερη ανάλυση, αλλά αυτό θα εκθέσει τον ασθενή σε απαράδεκτα υψηλά επίπεδα ακτινοβολίας. Οι επιστημονικοί ερευνητές που επωφελούνται από τη διαφορική απορρόφηση πρέπει επίσης να εξετάσουν τις επιπτώσεις της ακτινοβολίας στο πείραμα.
Στη φυσική, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν τη διαφορική απορρόφηση με τεχνικές όπως η ανίχνευση φωτός και η εμβέλεια (LIDAR) για να μάθουν περισσότερα σχετικά με τη σύνθεση της ατμόσφαιρας. Αυτό περιλαμβάνει τη λήψη παλμών φωτός σε μια περιοχή ενδιαφέροντος και την ανάγνωση του ανακλώμενου φωτός κατά την επιστροφή του. Μερικά από τα αέρια στην ατμόσφαιρα θα απορροφήσουν το φως ενώ άλλα θα το αντανακλούν και η ποσότητα της σκέδασης που συμβαίνει μπορεί να πει στους ερευνητές ποια αέρια υπάρχουν. Μπορούν να συγκρίνουν δεδομένα από άλλες τοποθεσίες για να μελετήσουν θέματα όπως το στρώμα του όζοντος, η μετεωρολογία και οι επιπτώσεις της ρύπανσης στην ατμόσφαιρα.
Στις επιστήμες του εδάφους και τη γεωλογία, η διαφορική απορρόφηση μπορεί να είναι ένας χρήσιμος τρόπος συλλογής δεδομένων σχετικά με το τι συμβαίνει κάτω από την επιφάνεια της γης ή του ωκεανού. Οι αρχαιολόγοι χρησιμοποιούν επίσης αυτή την τεχνική για τη μελέτη θαμμένων τοποθεσιών. Συνηθέστερα, αυτό περιλαμβάνει τη χρήση μιας συσκευής που εκπέμπει ηχητικά κύματα. Η συσκευή περνά πάνω από την επιφάνεια και τα ανακλώμενα ηχητικά κύματα λένε στους τεχνικούς τι κρύβεται από κάτω, καθώς πράγματα όπως βραχώδεις σχηματισμοί, ναυάγια ή θαμμένα κτίρια θα αντανακλούν τα ηχητικά κύματα με διαφορετικούς ρυθμούς από το έδαφος. Διαφορετικά είδη εδάφους θα έχουν επίσης διαφορετικά σχέδια ανάκλασης.